JP2005085882A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板裏面の中央領域に対する処理がされないようにして基板の表面を処理液で処理することができる基板処理方法および基板処理装置を提供する。
【解決手段】インデクサロボット２２によってカセットＣから取り出された未処理の基板Ｗは、基板搬送ロボット１１から基板反転機構１２に受け渡されて上下反転される。この上下反転されて表面が下方に向けられた基板Ｗが基板薬液処理部３１〜３４に搬入される。処理後の基板は、基板搬送ロボット１１によって基板反転機構１２へと受け渡されて上下反転される。この上下反転されて表面が上方に向けられた基板Ｗは、基板搬送ロボット１１からインデクサロボット２２に受け渡されてカセットＣに収容される。基板薬液処理部３１〜３４は、表面を下方に向けた水平姿勢の基板Ｗに対して、下方から処理液を供給し、その下面（表面）および上面（裏面）の周縁部を選択的に処理する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、基板を処理液で処理するための基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象の基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイパネル用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板およびフォトマスク用基板などの各種の基板が含まれる。

半導体ウエハ等の基板を処理液（薬液または純水（脱イオン化された純水））で処理するための基板処理装置が従来から用いられている。このような基板処理装置によって、半導体ウエハに対して、デバイス形成領域側の面である表面の全域に金属薄膜（たとえば配線用の銅薄膜）を形成した後、デバイス形成面とは反対側の面である裏面および上記表面の周縁部（デバイス形成領域外の周縁領域）の不要な金属薄膜または金属イオンを除去するためのベベル洗浄処理またはベベルエッチング処理が行われる場合がある。このような処理により、たとえば、基板搬送ロボットのハンドが接触することになる基板の裏面および周縁部から金属または金属イオンを排除することができ、基板処理装置内の金属汚染を防ぎ、ひいては、基板に対する金属汚染を防止して、基板を良好な品質で処理できる。

ベベル洗浄処理またはベベルエッチング処理のための基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の下面中央に向けて処理液を吐出する処理液ノズルと、スピンチャックに保持された基板の上面に近接してデバイス形成領域を遮蔽する遮断板と、遮断板の中央から不活性ガスを吹き出す不活性ガスノズルとを備えている（下記特許文献１参照）。

この構成により、基板の表面を上向きにして当該基板をスピンチャックに保持させ、このスピンチャックを回転駆動するとともに、この回転中の基板の下面（裏面）に向けて処理液ノズルからエッチング液を供給する。すると、供給されたエッチング液は、遠心力を受けることにより、基板の下面を伝って基板の回転半径外方側へと向かい、基板の下面の全域に広がる。さらに、基板の周端部に達したエッチング液は、基板の周端面を伝ってその上面側へと回り込み、基板の上面の周縁部の領域に至る。

このとき、遮断板によりデバイス形成領域が遮蔽されており、かつ、遮断板の中央から基板の上面に不活性ガスが供給されているため、デバイス形成領域内の金属薄膜がエッチング液によって侵されることがない。
このようにして、基板の裏面の全域および表面の周縁部領域に対して選択的にエッチング液を供給することができ、このエッチング液の作用によって、金属薄膜または金属イオンを除去するベベル洗浄処理またはベベルエッチング処理を行うことができる。
特開２００３−８８７９３号公報

最近では、基板の表面（デバイス形成領域側の面）および基板の裏面の周縁部のみを選択的に処理したいという要望が出されるようになってきている。たとえば、成膜装置によって基板の表面および裏面に同一種類の薄膜を堆積させ、裏面側（とくに裏面中央部）には保護膜を残して、表面側の保護膜は除去したいという要望である。この場合、たとえば、裏面に残された保護膜は、基板の裏面中央を静電気的に吸着する静電チャックにおける吸着力を向上するために利用される。

しかし、上述のベベル洗浄またはベベルエッチングのための基板処理装置は、基板の裏面側に対する選択的な処理を行うことができるのみであって、基板の裏面側の中央領域に影響を与えずに、基板の表面側の処理を行うことができない。
また、スピンチャックに保持された基板の表面（上方側の面）に薬液を供給すると、この薬液は、基板の周端面を伝ってその裏面の内方の領域にまで至るため、裏面の中央領域は処理を免れることができない。

そこで、基板の表面に薬液を供給するとともに、基板の裏面に対しては純水を供給して、薬液による基板裏面の処理を防ぐことが考えられるが、このような方法では、薬液と純水とが混合し、薬液が希釈されてしまうため、薬液を回収して再利用することができない。
よって、この発明の目的は、基板裏面の中央領域に対する処理がされないようにして基板の表面を処理液で処理することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、デバイス形成領域を有する表面と、その反対側の面である裏面とを有する基板（Ｗ）を、上記表面を下方に向けてほぼ水平に保持する基板保持工程と、この基板保持工程と並行して実行され、基板の下方に設けた処理液供給ノズル（６６）から、下方に向けられた上記基板の表面に向けて処理液を供給することにより、上記基板の表面を処理する処理液供給工程と、上記処理液供給工程と並行して実行され、上方に向けられた上記基板の裏面の中央領域への上記処理液の供給を制限する裏面処理制限工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。

この発明によれば、基板の裏面が上方に向けて保持され、その状態の基板の下面（表面）に処理液が供給される。したがって、基板の裏面（上面）の中央領域への処理液の供給を効果的に制限することができるから、基板の表面を処理する一方で、基板の裏面の中央領域に対する処理がされないようにすることができる。
裏面処理制限工程は、たとえば、基板をそのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転させる基板回転工程を含んでいてもよい。より具体的には、基板を基板保持回転手段（５１，６１）によって保持させつつ回転させるようにすればよい。このようにすれば、遠心力の働きによって、処理液が基板の中央領域へと向かう距離を制限できる。

また、裏面処理制限工程は、基板保持工程において保持された基板の裏面（上面）に近接した位置に、基板の裏面のほぼ全域を遮断板（５２）で覆う遮蔽工程を含んでいてもよい。これにより、処理室内で飛び散った処理液が基板裏面の中央領域に到達することを防止できる。
さらに、裏面処理制限工程は、上記遮蔽工程とともに、上記遮断板のほぼ中央から、上記遮断板と基板の裏面との間の空間にガス（とくに不活性ガス）を供給するガス供給工程を含んでいてもよい。これにより、基板の裏面（上面）において、基板の中心から周縁部へと向かう気流が形成されるから、基板の表面（下面）から周端面を伝って裏面（上面）へと回りこんだ処理液が基板裏面の中央領域に至ることを制限できる。

上記のような裏面処理制限工程では、基板の裏面に純水を供給することなく基板裏面の中央領域の処理を制限できるので、基板から流下していく処理液の希釈が生じることがない。したがって、基板の表面を薬液を用いて処理する場合に、この基板処理のために用いられた後の薬液を回収して再利用することができる。
基板裏面中央領域の処理を制限するために、基板裏面中央領域に純水を供給することとしてもよいが、この場合には、基板表面（下面）の処理のために用いられる薬液の回収ができなくなり、また、基板表面（下面）へと純水が回りこんで、基板表面の周縁部の処理品質が低下するおそれがある。

なお、上記裏面処理制限工程は、上方に向けられた上記基板の裏面のほぼ全域に関して上記処理液の供給を制限する工程であってもよい。
請求項２記載の発明は、上記基板保持工程の前に、上記基板の表面が上方を向いた状態から下方を向いた状態へと基板の姿勢を反転する処理前基板反転工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理方法である。

この方法では、基板保持工程の前に、基板が上下反転されて、基板の表面が下方を向いた状態とされる。したがって、未処理の基板は、基板を上方に向けた通常の姿勢で待機させておくことができる。よって、上下方向に複数段の棚を内部に形成したカセット等の基板収容容器（Ｃ）に基板を収容しておく場合に、その表面を上方に向けておくことができるから、基板収容容器内の棚に接触するのは基板の裏面（とくにその周縁部）であり、デバイス形成領域に対する影響を最小限にすることができる。

請求項３記載の発明は、上記処理液供給工程の後に、上記基板の表面が下方を向いた状態から上方を向いた状態へと基板の姿勢を反転する処理後基板反転工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理方法である。
この方法では、基板の表面を処理液で処理した後には、基板が上下反転されて、基板の表面が上方を向いた状態とされる。したがって、処理済みの基板は、表面を上方に向けた通常の姿勢で払い出されるから、上述のような基板収容容器内に、表面を上方に向けた姿勢で収容できる。これにより、デバイス形成領域に対する影響を最小限にできる。

請求項４記載の発明は、デバイス形成領域を有する表面と、その反対側の面である裏面とを有する未処理基板（Ｗ）を、上記表面を上方に向けた状態で収容する未処理基板収容部（２１，Ｃ）と、この未処理基板収容部から取り出された未処理基板の姿勢を上下反転する未処理基板反転機構（１２）と、この未処理基板反転機構によって上下反転され、その表面が下方を向いた状態の基板を、ほぼ水平に保持する基板保持機構（５１）と、この基板保持機構に保持された基板の下方に向けられた表面に向けて、当該基板の下方から処理液を供給する処理液供給ノズル（６６）と、上記基板保持機構に保持された基板の上方に向けられた基板の裏面の中央領域への上記処理液の供給を制限する裏面処理制限手段（５２，６１，７３）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。

この構成によれば、未処理基板収容部には、表面を上方に向けた状態で未処理基板が収容されており、この未処理基板収容部から取り出された基板が反転されて基板保持機構に受け渡されて保持される。この基板保持機構に、表面を下方に向けて水平に保持された基板には、その下方から処理液が供給され、その一方で、基板の裏面（上面）の中央領域への処理液の供給が制限される。これにより、請求項１の発明の場合と同様な効果を奏することができ、さらに、請求項２に関連して述べた効果を併せて得ることができる。

上記裏面処理制限手段は、基板保持機構に保持された基板回転させる基板回転機構（６１）を含んでいてもよい。この基板回転機構は、基板を保持した基板保持機構を回転させるものであってもよい。
上記裏面処理制限手段は、基板保持機構に保持された基板の上面（裏面）に近接した位置でこの上面のほぼ全域を覆う遮断板（５２）を含んでいてもよい。この場合に、裏面処理制限手段は、遮断板のほぼ中央から基板の裏面と遮断板との間の空間にガス（好ましくは不活性ガス）を供給するガス供給手段（７３）をさらに含むことが好ましい。

請求項５記載の発明は、上記処理液による処理を受けた後の処理済み基板の姿勢を上下反転する処理済み基板反転機構（１２）と、この処理済み基板反転機構によって上下反転されて上記表面を上方に向けた状態で基板を収容する処理済み基板収容部（２１，Ｃ）とをさらに含むことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置である。
この構成により、請求項２の発明と同様な効果を得ることができる。

請求項６記載の発明は、上記未処理基板反転機構および処理済み基板反転機構は、共通の基板反転機構（１２）からなり、上記未処理基板収容部から基板を取り出して上記基板反転機構に搬入する第１基板搬送機構（１１）と、上記基板反転機構から上下反転された基板を上記基板保持機構に受け渡す第２基板搬送機構（１１）と、上記基板保持機構から基板を受け取って上記基板反転機構に受け渡す第３基板搬送機構（１１）と、上記基板反転機構によって上下反転された基板を上記処理済み基板収容部に搬入する第４基板搬送機構（１１）とをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の基板処理装置である。

この構成により、未処理基板収容容器から基板反転機構に基板が搬入されて基板が反転され、この反転された基板が基板保持機構に受け渡され、さらに、処理液による処理後の基板が基板保持機構から基板反転機構に受け渡されて反転され、この反転後の基板が処理済み基板収容部に搬入される。このようにして、１つの基板反転機構を用いて、未処理基板の反転および処理済み基板の反転を共通に行える。

請求項７記載の発明は、上記第１基板搬送機構、第２基板搬送機構および第３基板搬送機構は、上記未処理基板収容部、基板反転機構、基板保持機構および処理済み基板収容部にアクセス可能な共通の基板搬送ロボット（１１）を含むことを特徴とする請求項６記載の基板処理装置である。
この構成によれば、１つの基板搬送ロボットにより、未処理基板収容容器から基板反転機構への未処理基板の搬送、基板反転機構から基板保持機構への未処理基板の搬送、基板保持機構から基板反転機構への処理済み基板の搬送、および基板反転機構から処理済み基板収容容器への処理済み基板の搬送を行うことができる。

上記未処理基板収容部および処理済み基板収容部は、複数枚の基板を収容する基板収容容器（Ｃ）を保持可能な基板収容容器保持部（２１）を含むものであってもよい。さらに、未処理基板収容部および処理済み基板収容部は、基板収容容器保持部に保持された基板収容容器にアクセスして未処理の基板を取り出し、かつ、処理済みの基板を収容する基板取り出し／収容ロボット（インデクサロボット）（２２）を含むものであってもよい。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す簡略化した平面図である。この基板処理装置は、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板に代表される基板Ｗに対して処理液（特に薬液）による処理を施すためのものであって、特に基板Ｗのデバイス形成領域が設けられた側の面である表面の全域と、デバイス形成領域が設けられていない面である裏面の周縁部（中央領域の外側の領域）に対して選択的に処理液による処理を施すことができる装置である。

この基板処理装置は、基板Ｗに対して処理液による処理を施す基板処理ユニット１と、この基板処理ユニット１に結合されたインデクサユニット２、処理流体（液体または気体）の供給／排出のための構成を収容した処理流体ボックス３，４とを備えている。
インデクサユニット２は、基板Ｗを収容するためのカセットＣを複数個保持することができるカセット保持部２１と、このカセット保持部２１に保持されたカセットＣにアクセスして、未処理の基板ＷをカセットＣから取り出したり、処理済の基板ＷをカセットＣに収納したりするためのインデクサロボット２２とを備えている。各カセットＣは、複数枚の基板Ｗを微小な間隔をあけて上下方向に積層して保持するための複数段の棚（図示せず）を備えており、各段の棚に１枚ずつ基板Ｗを保持することができるようになってる。各段の棚は、基板Ｗの下面の周縁部に接触し、基板Ｗを下方から保持する構成となっており、基板Ｗは表面を上方に向け、裏面を下方に向けたほぼ水平な姿勢でカセットＣ内に収容されている。

基板処理ユニット１は、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット１１と、この基板搬送ロボット１１を取り囲むように配置された複数個（この実施形態では４個）の基板薬液処理部３１，３２，３３，３４と、基板搬送ロボット１１によるアクセスが可能な位置に配置された基板反転機構１２とを備えている。
基板搬送ロボット１１は、インデクサロボット２２から未処理の基板Ｗを受け取ることができ、かつ処理済の基板Ｗをインデクサロボット２２に受け渡すことができる。また、基板搬送ロボット１１は、基板薬液処理部３１〜３４および基板反転機構１２にアクセスすることができ、これらとの間で相互に基板Ｗの受け渡しを行うことができるようになっている。

より具体的には、たとえば、基板搬送ロボット１１は、当該基板処理装置のフレームに固定された基台部と、この基台部に対して昇降可能に取り付けられた昇降ベースと、この昇降ベースに対して鉛直軸線回りの回転が可能であるように取り付けられた回転ベースと、この回転ベースに取り付けられた一対の基板保持ハンドとを備えている。一対の基板保持ハンドは、それぞれ、上記回転ベースの回転軸線に対して近接／離反する方向に進退可能に構成されている。このような構成により、基板搬送ロボット１１は、インデクサロボット２２、基板薬液処理部３１〜３４および基板反転機構１２のいずれかに対して基板保持ハンドを向け、その状態で基板保持ハンドを進退させることができ、これによって、基板Ｗの受け渡しを行うことができる。

一対の基板保持ハンドは、一方を未処理の基板Ｗを保持するために用い、他方を処理済みの基板を保持するために用いるように使い分けてもよい。また、一対の基板保持ハンドは、インデクサロボット２２、基板薬液処理部３１〜３４および基板反転機構１２との基板Ｗの受け渡しの際に、一方の基板保持ハンドで基板Ｗを相手側から受け取り、次いで、他方の基板保持ハンドで基板Ｗを相手側に受け渡すように作動させられてもよい。

インデクサロボット２２は、いずれかのカセットＣから未処理の基板Ｗを取り出して基板搬送ロボット１１に受け渡すとともに、基板搬送ロボット１１から処理済の基板Ｗを受け取ってカセットＣに収容するように動作する。処理済の基板Ｗは、当該基板Ｗが未処理の状態のときに収容されていたカセットＣに収容されてもよいし、未処理の基板Ｗを収容するカセットＣと処理済の基板Ｗを収容するカセットＣとを分けておいて、未処理の状態のときに収容されていたカセットＣとは別のカセットＣに処理済の基板Ｗが収容されるようにしてもよい。

基板搬送ロボット１１は、インデクサロボット２２から未処理の基板Ｗを受け取ると、この基板Ｗを基板反転機構１２に受け渡す。基板反転機構１２は、受け取った未処理の基板Ｗの姿勢を上下反転させる。これにより、基板Ｗはその表面が下方に向けられた水平姿勢とされ、この姿勢の基板Ｗが基板搬送ロボット１１に受け渡される。基板搬送ロボット１１は、上下反転された未処理の基板Ｗを基板薬液処理部３１〜３４のいずれかに搬入して処理を行わせる。

基板搬送ロボット１１は、基板薬液処理部３１〜３４において基板Ｗの処理が完了すると、この基板Ｗを取り出して、基板反転機構１２に受け渡す。基板反転機構１２は処理済の基板Ｗの姿勢を上下反転させる。これにより、基板Ｗはその表面が上方に向けられた水平姿勢とされる。この姿勢の基板Ｗが基板搬送ロボット１１に受け渡され、さらにインデクサロボット２２に受け渡される。インデクサロボット２２は、受け取った処理済の基板ＷをカセットＣに搬入する。

このようにして、表面を上方に向けた水平姿勢でカセットＣに保持されている未処理の基板Ｗは、基板反転機構１２によって上下反転された後に処理液による処理を受け、その後、基板反転機構１２によって再び上下反転された後、その表面を上方に向けた姿勢でカセットＣに収容されることになる。
図２は、基板薬液処理部３１〜３４の共通の構成を説明するための図解的な縦断面図である。基板薬液処理部３１〜３２は、たとえば半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗに対して処理液による処理を施すためのものであり、基板Ｗをほぼ水平な姿勢で保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線回りに回転させるためのスピンチャック５１を備えている。

スピンチャック５１は、チャック回転駆動機構６１によって回転される回転軸６２の上端に固定されていて、ほぼ円板形状のスピンベース６３と、このスピンベース６３の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられ、基板Ｗを挟持するための複数本の挟持部材６４とを備えている。回転軸６２は、中空軸となっていて、この回転軸６２の内部には、処理液としての薬液または純水が選択的に供給される下面処理液供給管６５が挿通されている。この下面処理液供給管６５は、スピンチャック５１に保持された基板Ｗの下面中央に近接する位置まで延びていて、その先端には、基板Ｗの下面中央に向けて処理液を吐出する下面ノズル６６が形成されている。

下面処理液供給管６５には、薬液（特にエッチング液）供給源からの薬液が薬液供給バルブ６７を介して供給できるようになっており、純水供給源からの純水（脱イオン化された純水）が純水供給バルブ６８を介して供給できるようになっている。
スピンチャック５１の上方には、基板Ｗとほぼ同じ径を有する円板状の遮断板５２が設けられている。遮断板５２の上面には、スピンチャック５１の回転軸６２と共通の軸線に沿う回転軸７１が固定されている。この回転軸７１は、中空軸であり、その内部には、基板Ｗの上面に処理液（特に純水）を供給するための処理液ノズル７２が挿通されている。また、回転軸７１の内壁面と、処理液ノズル７２の外壁面との間は、基板Ｗの上面の中央に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための窒素ガス流通路７３を形成している。この窒素ガス流通路７３から供給された窒素ガスは、基板Ｗの上面と遮断板５２の下面との間の空間に供給され、基板Ｗの周縁部へと向かう気流を形成する。

回転軸７１は、ほぼ水平な方向に沿って設けられたアーム７４の先端付近から垂下した状態に取り付けられている。アーム７４に関連して、このアーム７４を昇降させることにより、遮断板５２をスピンチャック５１に保持された基板Ｗの上面に近接した近接位置と、スピンチャック５１の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させるための遮断板昇降駆動機構７５が設けられている。さらに、アーム７４に関連して、遮断板５２をスピンチャック５１による基板Ｗの回転にほぼ同期させて回転させるための遮断板回転駆動機構７６が設けられている。

スピンチャック５１は、有底容器状の処理カップ５３に収容されている。処理カップ５３の底部には、スピンチャック５１の周囲を取り囲むように、基板Ｗの処理に用いられた後の処理液を排液するための排液溝８１が形成されており、さらに、この排液溝８１を取り囲むように、基板Ｗの処理のために用いられた後の処理液（特に薬液）を回収するための回収溝８２が形成されている。排液溝８１と回収溝８２とはそれらの間に形成された筒状の仕切壁８３によって区画されている。また、排液溝８１には、図外の排液処理設備へと処理液を導くための排液ライン８４が接続されており、回収溝８２には、図外の回収処理設備へと処理液を導くための回収ライン８５が接続されている。

処理カップ５３の上方には、基板Ｗからの処理液が外部に飛散することを防止するためのスプラッシュガード５４が設けられている。このスプラッシュガード５４は、基板Ｗの回転軸線に対してほぼ回転対称な形状を有していて、その上方部の内面は、基板Ｗの回転軸線に対向するように開いた断面横向きＶ字状の排液捕獲部９１となっている。またスプラッシュガード５４の下方部には、基板Ｗの回転半径方向外方に向かうに従って下方に向かう凹湾曲傾斜面の形態に形成された回収液捕獲部９２が形成されている。回収液捕獲部９２の上端付近には、処理カップ５３の仕切壁８３を受け入れるための仕切壁収納溝９３が形成されている。

スプラッシュガード５４に関連して、たとえば、ボールねじ機構等を含むスプラッシュガード昇降駆動機構９４が設けられている。スプラッシュガード昇降駆動機構９４は、スプラッシュガード５４を、回収液捕獲部９２がスピンチャック５１に保持された基板Ｗの周端面に対向する回収位置（図２に示す位置）と、排液捕獲部９１がスピンチャック５１に保持された基板Ｗの端面に対向する排液位置との間で上下動させる。また、スプラッシュガード昇降駆動機構９４は、スピンチャック５１に対する基板Ｗの搬入／搬出の際には、スプラッシュガード５４を排液位置よりも下方の退避位置に退避させる。

基板搬送ロボット１１は、上述のとおり、未処理の基板Ｗをその表面を下方に向けた水平姿勢で基板薬液処理部３１〜３４に搬入する。この姿勢の基板Ｗが、スピンチャック５１に受け渡されて保持される。つまり、スピンチャック５１に保持された基板Ｗは、デバイス形成領域が形成された表面が下向きとされて下面ノズル６６に対向し、その裏面が上向きとされて遮断板５２に対向することになる。

基板Ｗがスピンチャック５１に保持されると、遮断板５２がスピンチャック５１に保持された基板Ｗの上面に近接する近接位置まで下降されて処理が開始される。すなわち、スピンチャック５１が予め定める回転速度で回転され、これにより、基板Ｗはその中心を通る鉛直軸線回りに回転されることになる。
一方、遮断板５２は、基板Ｗの上面に近接した状態で、基板Ｗと同じ方向にほぼ同じ速度で回転される。この状態で、薬液供給バルブ６７が開かれ、スピンチャック５１と共に回転する基板Ｗの下面（表面）の中央に向けて、下面ノズル６６から薬液が吐出される。この薬液は、基板Ｗの下面の中心付近に到達し、基板Ｗの回転に伴う遠心力を受けて、基板Ｗの下面を伝い、その周縁部へと導かれる。これにより、基板Ｗの下面のほぼ全域に薬液がくまなく行き渡り、基板Ｗの下面に対して薬液による処理を良好に施すことができる。

この薬液は、図３に拡大して示すように、基板Ｗの周端面を伝ってその上面（裏面）に回り込む。この回り込んだ薬液は、基板Ｗの裏面の周縁部を処理し、その後、遠心力によって基板Ｗ外に排出されることになる。基板Ｗの裏面（上面）の周縁部における処理幅は、スピンチャック５１の回転速度、遮断板５２の中央から噴き出される窒素ガスの流量、および下面ノズル６６から吐出される薬液の流量により制御することができる。これによって、基板Ｗの裏面の周縁部よりも内方の領域である中央領域に薬液が到達することを防止でき、この中央領域の処理を制限することができる。

このようにして、基板Ｗの表面の全域、周端面および裏面の周縁部領域を薬液で処理するとき、スプラッシュガード５４は図２に示す回収位置に上昇させられている。これにより、基板Ｗ外へと排除される薬液は、スプラッシュガード５４の回収液捕獲部９２に捕獲され、この回収液捕獲部９２を伝って当該回収液捕獲部９２の下端縁から処理カップ５３の回収溝８２へと落下する。こうして回収溝８２に集められた薬液は、回収ライン８５を介して回収され、以降の薬液処理に再利用される。

このようにして基板Ｗに対して予め定める時間にわたる薬液処理を施した後には、薬液供給バルブ６７が閉じられ、下面ノズル６６からの薬液の吐出が停止される。そして、スプラッシュガード５４は、回収位置から、スプラッシュガード５４の排液捕獲部９１がスピンチャック５１に保持された基板Ｗの端面に対向する排液位置まで下降される。その一方で、処理液ノズル７２からは基板Ｗの上面（裏面）に純水が供給され、かつ、純水供給バルブ６８が開かれて下面ノズル６６から基板Ｗの下面（表面）の中央に向けて純水が供給される。スピンチャック５１の回転は継続されており、これにより、基板Ｗの上下面に供給された純水は、遠心力を受けて基板Ｗの上下面の全域へと広がる。これにより、基板Ｗの上下面に付着した薬液を洗い流すためのリンス処理が行われる。

基板Ｗの周縁から振り切られて側方に飛散したリンス処理後の純水は、スプラッシュガード５４の排液捕獲部９１に捕獲された後、この排液捕獲部９１を伝ってその下端縁に至り、処理カップ５３の排液溝８１へと落下して、排液ライン８４を介して排液される。
こうしてリンス処理が終了すると、処理液ノズル７２からの純水の吐出が停止され、また、純水供給バルブ６８が閉じられて下面ノズル６６からの純水の吐出も停止される。そして、スピンチャック５１が高速回転させられ、基板Ｗの上下面に付着している液滴を遠心力で振り切って乾燥させるための乾燥処理が行われる。この乾燥処理が終了すると、遮断板５２は、上方の退避位置まで上昇させられるとともに、スピンチャック５１の回転が停止される。そして、スプラッシュガード５４は退避位置に下降させられる。この状態で、基板搬送ロボット１１により、スピンチャック５１に保持されている処理済の基板Ｗが搬出される。

以上のように、この実施形態の構成によれば、基板Ｗの裏面の裏面の中央領域に対する処理を制限しつつ、基板Ｗの表面の全域と基板Ｗの裏面の周縁部に対して薬液による処理を選択的に施すことができる。したがって、たとえば、基板Ｗの表面および裏面の全域に保護膜を形成した後、基板Ｗの表面および裏面の周縁部における当該保護膜を選択的に除去し、基板Ｗの裏面の中央領域に当該保護膜を残すような処理を行うことができる。

また、基板Ｗの裏面の中央領域に対して純水や薬液を吐出する処理を行うことができない場合に、基板Ｗの裏面に保護膜を設けたりすることなく、基板Ｗの裏面中央領域をさけて、表面側を中心に、純水または薬液で処理することが可能となるから、基板処理工程の自由度を高くすることができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、図１に示すように、基板搬送ロボット１１に関してインデクサロボット２２とは反対側の位置に基板反転機構１２を配置しているが、たとえば基板薬液処理部を３個のみ設けることとして、基板薬液処理部３４の位置に基板反転機構１２を配置するようにしてもよい。また、基板薬液処理部３１，３２，３３，３４のいずれかの上方の位置に基板反転機構１２を設けてもよい。さらに、上記の実施形態では、基板反転機構１２は、未処理の基板Ｗの反転および処理済の基板Ｗの反転のために兼用されているが、未処理の基板Ｗの上下反転を行う第１の基板反転機構と、処理済の基板Ｗの上下反転を行う第２の基板反転機構とを設けて、スループットの向上を図ってもよい。

また、上記の実施形態では、インデクサロボット２２から受け取った未処理の基板Ｗの基板反転機構１２への搬送、基板反転機構１２によって上下反転された未処理の基板Ｗの基板薬液処理部３１〜３４への搬入、基板薬液処理部３１〜３４からの処理済の基板Ｗの基板反転機構１２への搬入、基板反転機構１２からインデクサロボット２２への処理済の基板Ｗの搬送の各搬送動作を基板搬送ロボット１１によって行っているが、これらの搬送動作をそれぞれ個別の基板搬送機構によって行う構成としてもよい。

また、上記の実施形態では、基板薬液処理部３１〜３４が共通の構成を有し、いずれも基板Ｗの表面および裏面の周縁部に対する選択的な処理を行い、これらの基板薬液処理部３１〜３４によって同種の基板処理を並行して行う構成となっているが、基板処理ユニット１に、基板Ｗに対して異なる種類の処理を施す複数種類の基板処理部を設けてもよい。この場合、１つの基板処理部による処理後の基板Ｗを基板搬送ロボット１１によって基板反転機構１２に搬入して上下反転させ、この上下反転処理後の基板Ｗを別の基板処理部に搬入して処理を行わせるようにしてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す簡略化した平面図である。 基板薬液処理部の構成を説明するための図解的な縦断面図である。 基板の表面（下面）および裏面（上面）周縁部の処理の様子を説明するための図解的な拡大断面図である。

符号の説明

１ 基板処理ユニット
２ インデクサユニット
１１ 基板搬送ロボット
１２ 基板反転機構
２１ カセット保持部
２２ インデクサロボット
３１〜３４ 基板薬液処理部
５１ スピンチャック
５２ 遮断板
５３ 処理カップ
５４ スプラッシュガード
６１ チャック回転駆動機構
６２ 回転軸
６３ スピンベース
６４ 挟持部材
６５ 下面処理液供給管
６６ 下面ノズル
６７ 薬液供給バルブ
６８ 純水供給バルブ
７１ 回転軸
７２ 処理液ノズル
７３ 窒素ガス流通路
７４ アーム
７５ 遮断板昇降駆動機構
７６ 遮断板回転駆動機構
８１ 排液溝
８２ 回収溝
８３ 仕切壁
８４ 排液ライン
８５ 回収ライン
９１ 排液捕獲部
９２ 回収液捕獲部
９３ 仕切壁収納溝
９４ スプラッシュガード昇降駆動機構
Ｃ カセット
Ｗ 基板

Claims (7)

1. デバイス形成領域を有する表面と、その反対側の面である裏面とを有する基板を、上記表面を下方に向けてほぼ水平に保持する基板保持工程と、
   この基板保持工程と並行して実行され、基板の下方に設けた処理液供給ノズルから、下方に向けられた上記基板の表面に向けて処理液を供給することにより、上記基板の表面を処理する処理液供給工程と、
   上記処理液供給工程と並行して実行され、上方に向けられた上記基板の裏面の中央領域への上記処理液の供給を制限する裏面処理制限工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
2. 上記基板保持工程の前に、上記基板の表面が上方を向いた状態から下方を向いた状態へと基板の姿勢を反転する処理前基板反転工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
3. 上記処理液供給工程の後に、上記基板の表面が下方を向いた状態から上方を向いた状態へと基板の姿勢を反転する処理後基板反転工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の基板処理方法。
4. デバイス形成領域を有する表面と、その反対側の面である裏面とを有する未処理基板を、上記表面を上方に向けた状態で収容する未処理基板収容部と、
   この未処理基板収容部から取り出された未処理基板の姿勢を上下反転する未処理基板反転機構と、
   この未処理基板反転機構によって上下反転され、その表面が下方を向いた状態の基板を、ほぼ水平に保持する基板保持機構と、
   この基板保持機構に保持された基板の下方に向けられた表面に向けて、当該基板の下方から処理液を供給する処理液供給ノズルと、
   上記基板保持機構に保持された基板の上方に向けられた基板の裏面の中央領域への上記処理液の供給を制限する裏面処理制限手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。
5. 上記処理液による処理を受けた後の処理済み基板の姿勢を上下反転する処理済み基板反転機構と、
   この処理済み基板反転機構によって上下反転されて上記表面を上方に向けた状態で基板を収容する処理済み基板収容部とをさらに含むことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
6. 上記未処理基板反転機構および処理済み基板反転機構は、共通の基板反転機構からなり、
   上記未処理基板収容部から基板を取り出して上記基板反転機構に搬入する第１基板搬送機構と、
   上記基板反転機構から上下反転された基板を上記基板保持機構に受け渡す第２基板搬送機構と、
   上記基板保持機構から基板を受け取って上記基板反転機構に受け渡す第３基板搬送機構と、
   上記基板反転機構によって上下反転された基板を上記処理済み基板収容部に搬入する第４基板搬送機構とをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 上記第１基板搬送機構、第２基板搬送機構および第３基板搬送機構は、上記未処理基板収容部、基板反転機構、基板保持機構および処理済み基板収容部にアクセス可能な共通の基板搬送ロボットを含むことを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。

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